(14分)某同學(xué)玩“彈珠游戲”裝置如圖所示，S形管道BC由兩個(gè)半徑為R的1/4圓形管道拼接而成，管道內(nèi)直徑略大于小球直徑，且遠(yuǎn)小于R，忽略一切摩擦，用質(zhì)量為m的小球?qū)椈蓧嚎s到A位置，由靜止釋放，小球到達(dá)管道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)管道恰好無(wú)作用力，求：(    )

⑴小球到達(dá)最高點(diǎn)C的速度大小；
⑵若改用同樣大小質(zhì)量為2m的小球做游戲，其它條件不變，求小球能到達(dá)的最大高度；
⑶若改用同樣大小質(zhì)量為m/4的小球做游戲，其它條件不變，求小球落地點(diǎn)到B點(diǎn)的距離。
⑴vC＝；⑵h＝；⑶d＝10R

試題分析：⑴由于小球到達(dá)管道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)管道恰好無(wú)作用力，根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式有：mg＝，解得小球到達(dá)最高點(diǎn)C的速度大小為：vC＝
⑵由于忽略一切摩擦，因此小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，因此根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，彈簧彈性勢(shì)能為：Ep＝＋2mgR＝
改用質(zhì)量為2m的小球時(shí)，因?yàn)镋p＝＜4mgR，所以小球不能到達(dá)C點(diǎn)，設(shè)此時(shí)小球能到達(dá)的最大高度為h，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：Ep＝2mgh，解得：h＝
⑶改用質(zhì)量為m/4的小球時(shí)，小球能通過(guò)最高點(diǎn)C后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)離開(kāi)C點(diǎn)時(shí)的速度為v，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：Ep＝＋
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，此時(shí)小球離開(kāi)C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程：x＝
聯(lián)立以上各式解得：x＝8R
根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，小球落地點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為：d＝x＋2R＝10R
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平輕彈簧左端固定在豎直墻上，右端被一用輕質(zhì)細(xì)線拴住的質(zhì)量為m的光滑小球壓縮（小球與彈簧未拴接）。小球靜止時(shí)離地高度為h。若將細(xì)線燒斷，則（取重力加速度為g，空氣阻力不計(jì)）
A．小球立即做平拋運(yùn)動(dòng)
B．細(xì)線燒斷瞬間小球的加速度為重力加速度g
C．小球脫離彈簧后做勻變速運(yùn)動(dòng)
D．小球落地時(shí)重力瞬時(shí)功率等于

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，A為系在豎直輕彈簧上的小球，在豎直向下的恒力F的作用下，彈簧被壓縮到B點(diǎn)，現(xiàn)突然撤去力F，小球?qū)⒃谪Q直方向上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，若不計(jì)空氣阻力，則下列中說(shuō)法正確的是 （    ）
A．撤去F后小球，地球，彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒；
B．小球在上升過(guò)程中，彈性勢(shì)能先減小后增大；
C．小球在上升過(guò)程中，彈簧的形變量恢復(fù)到最初（指撤去力F的瞬間）的一半時(shí)，小球的動(dòng)能最大；
D．小球在上升過(guò)程中，動(dòng)能先增大后減小；

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

若宇航員在月球表面附近自高h(yuǎn)處以初速度v0水平拋出一個(gè)小球，測(cè)出小球的水平射程為。已知月球半徑為，萬(wàn)有引力常量為。則下列說(shuō)法不正確的是
A．月球表面的重力加速度
B．月球的質(zhì)量
C．月球的第一宇宙速度
D．月球的平均密度

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

今年我省許多地區(qū)出現(xiàn)罕見(jiàn)的干旱，在一次向云層發(fā)射溴化銀炮彈進(jìn)行人工增雨作業(yè)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正解的是（   ）
A．炮彈向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中克服摩擦力做負(fù)功
B．炮彈向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒
C．炮彈向上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大于向下運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度
D．炮彈向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能增加

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

汽車(chē)以恒定的功率在平直公路上行駛，所受到的摩擦阻力恒等于車(chē)重的0.1倍，汽車(chē)能達(dá)到的最大速度為.則當(dāng)汽車(chē)速度為時(shí)，汽車(chē)的加速度為（重力加速度為）
A．0.4B．0.3C．0.2D．0.1

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

迪拜塔超過(guò)160層，且擁有56部電梯，速度最高達(dá)每秒17.4米，那將是世界上速度最快且運(yùn)行距離最長(zhǎng)的電梯,則一部電梯從第160層下降到底層的過(guò)程中（阻力不計(jì)）（  ）
A．纜繩對(duì)電梯拉力的大小一定小于重力
B．纜繩對(duì)電梯拉力做功的大小一定等于重力所做的功
C．電梯下降過(guò)程速度取最大值時(shí)，加速度一定最小
D．電梯發(fā)動(dòng)機(jī)做恒定功率運(yùn)行

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示：在桌面上有一張紙，紙上面有一個(gè)小木塊，小木塊到桌子邊緣的距離L=0．75m，用力迅速把紙從木塊下面抽出，小木塊滑離紙面后，又在桌面上滑動(dòng)，滑出桌面后落到水平地面上，落點(diǎn)到桌邊的水平距離為0.4m，桌面離地面高度為0.8m，木塊與紙面和桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為0.4和0.6．g取l0m／s2．求：從小木塊下面抽出紙所用時(shí)間？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

我校某同學(xué)在學(xué)習(xí)中記錄了一些與地球月球有關(guān)的數(shù)據(jù)資料如表中所示，利用這些數(shù)據(jù)計(jì)算地球表面與月球表面之間的距離，則下列運(yùn)算公式中不正確的是（  ）
A．B．C．D．

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